刘 萍 刘丹丹 贾风佳

(河南师范大学生命科学学院 新乡 453007)

杨智伟

(河南省嵩县第一高级中学 471000)

通过对来自河南各地200多所农村初中的生物学教师进行调查，并通过实地走访以及送培到县等活动，初步发现，目前河南省初中尤其是农村初中生物学实验课开设情况不容乐观，教材中的多数实验不能开出，原因各不相同，但其中较为普遍的原因是实验条件较差，仪器、药品、设备短缺，教师讲实验或让学生背实验的现象较为常见。各地初中生物学实验课实际状况与课程标准的要求相差甚远，影响了学生科学素质的培养和发展。

本文以人教版《生物学》7年级上册教材为例，在参考相关资料和现有其他版本初中生物学教材的基础上，依据实验机理，对验证植物呼吸利用氧气放出二氧化碳的演示实验方法进行整理综合与补充修改，介绍其中几种较为简单易行且有代表性的方法，并提出新的简化修改装置，以期为初中生物学教师的实验教学提供参考。

1 验证植物呼吸放出二氧化碳的几种实验装置

人教版生物学教材给出了验证植物种子呼吸放出二氧化碳的装置[1]。由于该装置中带活塞的玻璃弯管在一般中学，尤其是农村初中很少具备，作者综合相关资料，总结了以下几种改进与简化的办法。

1.1 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之一 将玻璃活塞处以乳胶软管代替，在乳胶管的两头连接两个分别通入呼吸瓶和装有石灰水试管的玻璃弯管，以止水夹(或普通的夹子)夹住乳胶管，替代玻璃活塞的作用(图1)。

图1 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(1)

1.2 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之二 省略玻璃活塞与夹子，直接用玻璃弯管连接呼吸瓶和试管(图2)。使与北师大版生物学教材中验证种子萌发时释放二氧化碳的装置相类似[2]。虽然在材料呼吸的过程中该装置可能会有少量的气体进入试管，但不影响最终对整个实验结果的观察。

图2 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(2)

1.3 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之三 很多初中学校往往由于广口瓶上带孔的橡皮塞不好配到，所以有些中学(例如河南省实验中学)的教师将装置改为：直接采用两个普通的广口瓶，分别装入一定量的萌发活种子和等量煮死冷却的种子，放置于温暖的地方。一段时间后打开瓶盖，用注射器分别抽取等量(约150～200 mL)的瓶内气体，注入两个相同的装有石灰水的试管中，观察两者的变化(图3)。也有一些教师废物利用，将上述两个广口瓶改用两个相同的空矿泉水瓶、纯净水瓶、饮料瓶或其他瓶子、杯子等，同样完成了本实验[3](图4)。

图3 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(3)

1.4 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之四 有些教师将两个烧杯(也可用两个大小一致的玻璃杯、塑料杯、钟罩或口稍大的瓶子代替)分别倒扣在2块玻璃上(为防止漏气，杯口的周边可加凡士林密封)，杯壁上分别标记A(活的植物材料)、B(煮后的植物材料)。将活植物材料和等量煮后冷却的材料分别用纱窗或纱布包扎放入两个密闭的空间中，空间内同时放入装有澄清石灰水的小烧杯(或用其他小瓶、小杯代替)，放置于温暖的地方，一段时间后观察石灰水的变化[4](图5)。

图4 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(4)

图5 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(5)

1.5 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之五 选取两个同样大小的塑料袋，分别贴上A(活的植物材料)、B(煮后的植物材料)标签，将萌发的植物种子或其他器官均分两份，其中一份放入A袋；另一份煮死冷却后放入B袋，袋内充入适量的空气，袋口与玻璃弯管的一端捆扎结实，玻璃弯管的另一端与带止水夹(或其他小夹子均可)并连有另一段玻璃管的乳胶管相连接，放置于温暖的地方。一段时间后，分别将玻璃管的另一端插入装有澄清石灰水的两个试管(也可以用其他小瓶或小烧杯代替试管)中。打开止水夹，轻轻挤压塑料袋，尽可能使两个袋内放入石灰水中的气体量相同，观察两个试管内石灰水的变化(图6)。该装置与江苏版7年级上册生物学教材中验证植物呼吸作用产生二氧化碳的实验装置有类似之处[5，6]。

图6 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(6)

1.6 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之六 在综合以上改进的基础上，依据实验原理，可设计更为简单的装置(图7)。在分别标有A、B的两个广口瓶(或罐头瓶等其他口稍大的瓶子)上配装合适的橡皮塞或软木塞，在塞的下方用大头针或细铁丝扎入后弯成小钩，分别在两个瓶子的底部装入等量(约30～50 mL)的石灰水。将活的植物材料和等量煮后冷却的材料分别用纱窗或纱布包扎，挂在塞子下方的小钩上，放置于温暖的地方。过一段时间后轻轻晃动广口瓶，观察瓶底部石灰水的变化[7]。

图7 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(7)

在A瓶中，由于活材料呼吸放出二氧化碳，二氧化碳气体的密度大于其他气体，所以便会下沉到瓶底部与石灰水相互反应，生成白色的碳酸钙沉淀而使石灰水由澄清变浑浊。

1.7 验证植物呼吸放出二氧化碳的装置改装之七 如果广口瓶上橡皮塞或软木塞的配装也不好解决，还可以将图7改为用较长的细线把纱窗(或纱布)中的种子扎好后，线头在瓶口处缠绕2～3圈，再用塑料袋覆盖瓶口，橡皮筋或线绳捆绑使其不漏气即可(图8)。

图8 验证植物呼吸放出二氧化碳的实验装置(8)

2 验证植物呼吸利用氧气的实验装置

图9所示的演示实验比较简单，一般的中学都有条件完成。该实验也可以与上述植物呼吸放出二氧化碳的演示实验安排在一起完成。图3、图4、图7、图8装置均可在观察石灰水的变化后将瓶口打开，然后以与图9箭头右边相同的方法操作，继续完成蜡烛燃烧实验，从而验证活的植物材料进行呼吸作用利用了瓶中的氧气，而死的植物材料则无呼吸作用，瓶中的氧气没有被利用。因此，蜡烛在放活材料的瓶中熄灭，在放死材料的瓶中继续燃烧。该实验中的蜡烛也可以用点燃的火柴等代替；在图5的装置中，点燃物分别放入两个密闭的空间中，亦可观察其是否能够继续燃烧的实验结果。

上述实验的植物材料大多数资料中采用的是萌发的种子，实际上活体植物的任何部位均可用来完成实验。但需要注意的是，如果所用的材料是植物的绿色部位，则应将装置放在黑暗处或进行遮光处理，以防止植物的绿色部位在光下进行光合作用而利用呼吸放出的二氧化碳。

图9 验证植物呼吸利用氧气的实验装置